《Food Research International》：Sodium alginate-based edible coatings enriched with bioactive additives: an innovative strategy for preserving quality and extending postharvest life of fruits
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水果保鲜技术综述。本文系统分析硫酸铝基复合涂层在抑制水果生理生化变化、减少腐烂和水分流失方面的应用机制，重点探讨与天然精油、抗菌剂等活性成分的协同增效作用，对比传统化学保鲜的局限性，提出可持续包装发展方向。
Ishwarpartap Singh Deol | Jasmeen Kaur | Upkar Singh | Kashish Bajaj | Parmpal Singh Gill
印度旁遮普邦卢迪亚纳市旁遮普农业大学园艺与林业学院
摘要
收获后保持水果的新鲜度仍然是一个主要挑战，因为储存过程中持续的生理和生化变化会导致品质下降、变质和经济损失。基于生物聚合物的可食用涂层已成为传统合成采后化学品的可持续替代品。其中，海藻酸钠（SA）作为一种从褐藻中提取的天然多糖，因其优异的成膜能力、无毒性和生物降解性而受到广泛关注。本文综述了近期在富含生物活性添加剂的SA基复合涂层方面的研究进展，这些涂层可用于水果的采后保鲜。研究表明，SA基涂层通过形成半透膜来调节气体交换和水分转移，从而控制呼吸速率、乙烯产生、果实硬度以及抗氧化防御系统。通过添加天然油脂和抗菌剂等功能性成分，可以进一步提高涂层的性能，抑制酶促褐变和微生物腐烂。本文通过整合具体案例并强调藻酸盐基质与生物活性成分之间的协同作用，突显了SA基复合涂层作为延长水果采后保鲜期的有效且可持续策略的潜力。
引言
随着全球对营养丰富的水果需求不断增加，以及对食品安全问题的日益关注，有效的采后保鲜策略变得尤为重要。随着人口的增长，食品安全已成为全球性的关注焦点。根据联合国粮农组织（FAO）的最新统计数据，全球水果年产量已超过9亿吨，反映出水果生产和消费的持续增长（FAOSTAT, 2024）。出口商需要新鲜水果，而果农则关注如何在收获后保持水果的新鲜度和品质。大多数水果非常脆弱，不当的采收、处理以及缺乏采后技术会导致损失（Bajaj等人，2023）。此外，不良的采收方式还可能导致水果在运输过程中出现萎缩、腐烂、重量减轻和过度成熟等问题。这些损失是由于水果在消费前持续发生的生理和生化过程造成的（Sahithi-Reddy等人，2025）。保持水果收获后的新鲜度和品质至关重要，因为采后通过蒸腾作用造成的重量损失是一个显著问题（Sapper & Chiralt, 2018）。此外，水分流失引起的生理变化可能会降低水果的营养价值，进而影响其健康效益。此外，各种微生物会在水果表面滋生，在长期储存过程中导致变质，进一步降低营养价值和外观质量，从而降低消费者的接受度（Nikhil等人，2025；Sapper & Chiralt, 2018）。水果的进出口取决于其采后保鲜期以及供应链中的相关技术。由于缺乏高效的采后管理措施，造成了巨大的经济损失，全球估计有40-50%的水果和蔬菜在采后环节损失，其中54%发生在生产、处理和储存阶段，剩余的46%发生在加工、分销和消费阶段（Dos Santos等人，2020）。传统的采后处理方法主要依赖人工蜡和杀菌剂来保持水果在储存和运输过程中的品质。虽然人工蜡（如石蜡和聚乙烯蜡）可以减少水分流失并增加水果光泽，但其合成来源、缓慢的生物降解性和残留问题引发了环境和消费者安全方面的担忧。同样，广泛使用的杀菌剂（如抑霉唑、噻苯达唑和氟啶胺）虽然对采后病原体有效，但由于残留限制、潜在毒性和病原体抗性的产生而受到越来越多的限制。这些挑战，加上消费者对天然和可持续保鲜方法的需求增加，推动了基于生物聚合物的可食用涂层等可降解、可再生和无毒替代品的发展（Ansar等人，2025；Matrose等人，2021）。
近年来，采后技术的进步越来越强调使用环保和安全的可食用薄膜和涂层来延长新鲜水果和蔬菜的保鲜期（Ashraf等人，2025；Bajaj等人，2023）。可食用涂层是一种薄层生物聚合物薄膜，它在水果表面形成半透膜，阻止外部环境的影响，从而减缓水果衰老，延长其保鲜期（Aguirre-Joya等人，2018）。这些涂层通常由脂类（精油、蜂蜡等）、多糖（阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶等）或蛋白质（玉米醇溶蛋白、乳清、大豆分离蛋白等）材料制成，通过喷涂、刷涂或浸渍等方式施加在水果表面（Saberi等人，2018）。除了延长保鲜期外，可食用涂层还能改善水果的外观，并可作为抗氧化剂、抗菌剂、精油和其他功能性添加剂的载体，进一步提升保鲜效果。在各种生物聚合物中，海藻酸钠（SA）作为一种从褐藻中提取的天然多糖，因其成膜能力、无毒性和与生物活性化合物的强兼容性而受到关注（Pandey等人，2025；Tammina等人，2025）。随着对合成采后化学品引起的环境污染和健康风险的担忧加剧，基于SA的涂层作为可持续替代品的研究得到了进一步推动。除了作为有效的涂层材料外，SA还在制药行业有多种应用，例如用于加速药片的崩解。本文综述了近期在含有生物活性添加剂（如精油、抗菌剂、抗氧化剂等）的SA基可食用涂层方面的研究进展。尽管之前的研究已经全面讨论了SA的提取、理化性质和一般改性策略，或者主要从材料开发或包装的角度探讨了藻酸盐基薄膜和涂层，但这些研究大多侧重于材料本身，对水果在采后储存期间的生物反应关注不足。
本文的创新之处在于填补了当前文献中关于SA基复合涂层在水果采后保鲜方面的知识空白。虽然之前的研究分别探讨了藻酸盐涂层、通用多糖基可食用涂层或含生物活性成分的薄膜，但将SA-生物活性复合系统与水果生理机制和采后品质保持机制联系起来的综合分析仍然有限。本文通过系统综述SA基复合涂层的相关研究及其在水果采后储存中的功能作用，填补了这一空白。特别强调了海藻酸钠在多种多糖中的优势，因为它具有独特的离子凝胶化特性、良好的气体和水分渗透性、与多种生物活性添加剂的强兼容性、无毒性和商业应用的可行性。此外，本文还强调了复合和多组分SA涂层的作用，突出了聚合物基质与加入的生物活性成分之间的协同作用，提高了抗氧化稳定性、抗菌活性和整体保鲜效果。通过整合理化、生化和生理学视角，本文超越了现有研究的描述性总结，提供了一个机制性和应用导向的框架，指出了当前的限制并支持下一代可持续采后保鲜策略的合理开发。
文献收集方法
本文纳入的文献是通过在Scopus、Web of Science、PubMed和ScienceDirect等多个科学数据库中进行系统的关键词搜索来确定的，以确保涵盖所有经过同行评审的文献。使用了包括“海藻酸钠”、“性质”、“涂层”、“涂层表征”、“可食用涂层”、“生物活性添加剂”、“水果品质”等关键词组合（使用布尔运算符AND/OR）。
用于水果采后保鲜的可食用涂层
可食用涂层是施加在水果表面的薄层可食用材料，作为防止气体交换、水分流失和外部污染的半透膜。这些涂层由食品级生物聚合物制成，旨在通过降低呼吸速率、延缓成熟、减少氧化应激和限制微生物生长来保持水果品质。近年来，可食用涂层受到了越来越多的关注。
可食用涂层的应用方法
可食用涂层在水果采后保鲜中的效果很大程度上取决于应用方法，因为这决定了涂层的均匀性、厚度、附着力和屏障性能。文献中报道了几种应用技术，其中浸渍、喷涂和分层沉积是最常用的方法（Bajaj等人，2023）。浸渍方法因其简单性和可靠性而被广泛采用。
海藻酸钠：提取、性质、作用机制及添加剂的作用
海藻酸钠是一种天然存在的亲水胶体多糖，主要从褐藻中提取，由于其可生物降解、无毒和成膜特性，在食品和采后应用中得到广泛应用（Bi等人，2022）。提取过程通常包括多个步骤，首先清洗收获的海藻以去除盐分、沙子和附生植物，然后进行干燥和粉碎（Saji等人，2022）。清洗后的生物质随后经过碱性处理
含有活性成分的海藻酸钠基复合涂层在水果上的应用及效果
如上所述，收获后的水果仍然具有代谢活性，并进行多种生物化学和生理活动。为了缓解这些过程，可食用涂层受到了广泛关注，特别是复合涂层，它们通过结合主要生物聚合物（如海藻酸钠）与其他结构或功能成分来克服单一聚合物薄膜的局限性。
挑战、监管方面和工业适用性
尽管基于海藻酸钠的可食用涂层在实验室规模上的表现令人满意，但在广泛商业化之前仍需解决一些挑战。藻酸盐涂层的一个主要缺点是其在高湿度条件下的水分屏障性能较差，除非与疏水添加剂或多层系统结合使用。此外，藻酸盐基质与生物活性添加剂之间的相互作用也会影响其效果
结论与未来展望
基于海藻酸钠的复合涂层被认为是一种可持续且有效的策略，可用于保持水果的采后品质。多项研究表明，它们在保持果实硬度、颜色和抗氧化能力等关键品质方面表现出有效性，主要是通过调节气体交换、乙烯产生和水分流失来实现的。添加功能性成分进一步增强了保鲜效果
CRediT作者贡献声明
Ishwarpartap Singh Deol：撰写——初稿。
Jasmeen Kaur：撰写——初稿。
Upkar Singh：撰写——初稿。
Kashish Bajaj：撰写——审稿与编辑；概念构思。
Parmpal Singh Gill：撰写——审稿与编辑；监督。
未引用的参考文献
Fernando, Lee, Han and Ahn, 2020
Frent et al., 2022
Kumar and Kalita, 2017
Narsaiah et al., 2015
Ribeiro, Sanfelice, Malpass, Okura and Malpass, 2023
Tabassum and Khan, 2020
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
